JPH07164263A - Robot device for cylinder liner insertion - Google Patents

Robot device for cylinder liner insertion

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Publication number
JPH07164263A
JPH07164263A JP6240292A JP24029294A JPH07164263A JP H07164263 A JPH07164263 A JP H07164263A JP 6240292 A JP6240292 A JP 6240292A JP 24029294 A JP24029294 A JP 24029294A JP H07164263 A JPH07164263 A JP H07164263A
Authority
JP
Japan
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liner
cylinder
end effector
cylinder block
dunnage
Prior art date
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Pending
Application number
JP6240292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jimmy R Burcham
アール．バーチャム ジミー
John C Handelman
シー．ハンドルマン ジョン
Thomas E Pearson
イー．ペルソン トーマス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Motor Co
Original Assignee
Ford Motor Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Motor Co filed Critical Ford Motor Co
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Abstract

PURPOSE: To smoothly insert a liner into a cylinder bore by mounting, on a robot arm, an end effector for catching the liner from a dunnage and arranging it into the cylinder bore of a cylinder block. CONSTITUTION: The work of inserting a cylinder liner 10 into a cylinder bore 22 is facilitated by combined teeth. A tooth part 18a is guided so as to engage with the cylinder bore 22, whereby an end effector 16 and the liner 10 are matched to the cylinder bore 22. Before the end effector 16 approaches to a cylinder block 20, a compliance motor 28 moves a compliance plunger 32 to a lower position to lay the end effector 16 in the state of compliance mode. The liner 10 is driven only by the gravity when the combined teeth reach the radially recessed position, and fallen into the cylinder bore 22.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はシリンダーライナーを内
燃機関のシリンダーブロックのシリンダー孔の中へ挿入
するための装置及び方法に関する。FIELD OF THE INVENTION This invention relates to an apparatus and method for inserting a cylinder liner into a cylinder bore of a cylinder block of an internal combustion engine.

【０００２】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】アルミ
ニウム製のシリンダーブロックを有する幾つかの自動車
エンジンは、シリンダー孔内に別部材としてのライナー
を設けない構成になっているが、普通は、代表的には遠
心鋳造された鉄でできたそのようなライナーが設けられ
ている。ライナーは所定位置に押し込まれる。従来技術
では、アルミニウムのシリンダーブロックが予熱され、
アルミニウムの大きな熱膨脹率という長所を利用して、
鉄のライナーが加熱されたブロックの中へ滑り込まされ
る。一旦アルミニウムがブロックの通常の運転温度ある
いはそれ以下にまで冷却されると、ライナーはライナー
を取り囲んでいるアルミニウムによってしっかり把持さ
れ、従ってライナーはシリンダーブロックから分離でき
なくなる。不都合なことに、鉄のライナーを加熱された
アルミニウムのシリンダーブロックの中へ挿入すること
は、エンジン組立工にとってはしばしば難しい命題であ
る。シリンダー孔からライナーへの熱移行が急速であ
り、それによりライナーは膨脹しかつアルミニウムはラ
イナー挿入不可能な温度にまで冷却するので、ライナー
は急速かつ１回の流体の動きによって挿入しなければな
らない。従って、ライナーは急速、円滑かつ連続運動で
挿入される入用がある。また、ライナーの中心軸線とそ
れを挿入する孔の中心軸線とが同一でない場合に発生し
がちな、ライナーの傾斜もしくはコッキング（ｃｏｃｋ
ｉｎｇ）なしに行う必要がある。ライナーのシリンダー
孔の中でのコッキングが生じると、シリンダーブロック
の熱がライナーへ流れ、ライナーを膨脹させて、同時に
アルミニウムシリンダーブロックを収縮させた時に、ラ
イナーが引っ掛かるので、ライナーは孔の中へ完全に滑
り込まなくなる。ライナーを挿入する作業に従事する操
作員にとっての付属的な欠点は、シリンダーブロックを
１００度Ｃを十分に上廻る温度にまで加熱しなければな
らず、結果として、ライナーの据付領域が操作員にとっ
ては極めて不快になるという点にある。2. Description of the Related Art Some automobile engines having a cylinder block made of aluminum have a structure in which a separate liner is not provided in the cylinder hole. Typically, such a liner made of centrifugally cast iron is provided. The liner is pushed into place. In the prior art, the aluminum cylinder block was preheated,
Taking advantage of the large coefficient of thermal expansion of aluminum,
An iron liner is slid into a heated block. Once the aluminum has cooled to or below the normal operating temperature of the block, the liner is firmly gripped by the aluminum surrounding the liner, thus preventing the liner from being separated from the cylinder block. Unfortunately, inserting an iron liner into a heated aluminum cylinder block is often a difficult proposition for engine assemblers. The heat transfer from the cylinder bores to the liner is rapid, which causes the liner to expand and cool the aluminum to a temperature at which the liner cannot be inserted, so the liner must be inserted with a rapid and single fluid movement. . Therefore, the liner has the need to be inserted in a rapid, smooth and continuous motion. Also, the inclination or cocking of the liner, which tends to occur when the central axis of the liner is not the same as the central axis of the hole into which the liner is inserted.
ing) need to be done without. When cocking occurs in the cylinder hole of the liner, the heat of the cylinder block flows to the liner, causing the liner to expand, and at the same time when the aluminum cylinder block contracts, the liner is caught, so the liner is completely inserted into the hole. Will not slip into. An attendant drawback to the operator engaged in the work of inserting the liner is that the cylinder block must be heated to a temperature well above 100 degrees C, which results in a liner installation area for the operator. Is very uncomfortable.

【０００３】[0003]

【課題を解決するための手段】本発明による装置は、ラ
イナーをシリンダー孔と適正に係合させ、滑らかに挿入
させ、ライナーのコッキングや不完全な挿入を防ぐこと
のできる、正確なライナーつかみ装置と挿入装置とを提
供することによって、手作業による挿入技術の欠陥をな
くすものである。SUMMARY OF THE INVENTION A device according to the present invention is an accurate liner gripping device that allows the liner to properly engage the cylinder bore for smooth insertion and prevent cocking and incomplete insertion of the liner. And the insertion device eliminates the deficiencies of manual insertion techniques.

【０００４】本発明は、シリンダーライナーを内燃機関
のシリンダーブロックの中へ挿入するためのロボット装
置において、エンドエフェクターをダンネージ未装荷位
置とライナー挿入位置との間で移動させる若しくは周期
的に移動させる（ｃｙｃｌｉｎｇ）ための関節状のロボ
ットアームと、ライナーをダンネージからつかみあげ、
それをシリンダーブロックのシリンダー孔の中へ配置す
るための、前記ロボットアームに取り付けられたエンド
エフェクターとを備え、前記エンドエフェクターが遠隔
的に配置可能もしくは展開可能（ｄｅｐｌｏｙａｂｌ
ｅ）な組合わせ歯を有しており、前記組合わせ歯が、ラ
イナーをそのダンネージから取り出すためにライナーを
つかみ、また、ライナーをコッキングあるいは引っ掛か
り（ｊａｍｍｉｎｇ）なしに挿入するために、エンドエ
フェクターをシリンダー孔に整合させる（即ち両者の中
心合せをする）ようになっているロボット装置を提供す
る。前記エンドエフェクターは遠隔的に制御可能なコン
プライアンス装置によって前記ロボットアームに取付け
られている。前記エンドエフェクターがライナーをダン
ネージからつかみ上げている時と、エンドエフェクター
がライナーをシリンダーブロック内へ挿入している時に
は前記コンプライアンス装置は自由位置に位置し、前記
ロボットアームがエンドエフェクターをダンネージから
シリンダーブロックへ移動させている時には、前記コン
プライアンス装置はロックされた、非コンプライアンス
位置に位置している。本明細書用いる“ダンネージ”の
語は、シリンダーライナーを製造あるいは貯蔵位置から
エンジン組立ラインへ送るための、トレー状の送給装置
（ｃｏｎｖｅｙａｎｃｅ）を意味している。エンドエフ
ェクターをロボットアームに取付けるためのコンプライ
アンス装置は、好ましくは軸線方向に付勢可能もしくは
移動可能なカム状スライドを有している。According to the present invention, in a robot apparatus for inserting a cylinder liner into a cylinder block of an internal combustion engine, an end effector is moved or periodically moved between an unloaded dunnage position and a liner insertion position ( grab the articulated robot arm for cycling) and the liner from the dunnage,
An end effector attached to the robot arm for locating it within a cylinder bore of a cylinder block, the end effector being remotely deployable or deployable.
e) has a combination tooth, which grips the liner to remove the liner from its dunnage, and an end effector to insert the liner without cocking or jamming. Provided is a robotic device adapted to align with a cylinder bore (i.e. center both). The end effector is attached to the robot arm by a remotely controllable compliance device. The compliance device is in a free position when the end effector is picking up the liner from the dunnage and when the end effector is inserting the liner into the cylinder block, and the robot arm is in the free position, and the robot arm moves the end effector from the dunnage to the cylinder block. The compliant device is in a locked, non-compliant position when being moved to. As used herein, the term "dunnage" means a tray-like conveyor for delivering a cylinder liner from a manufacturing or storage location to an engine assembly line. The compliance device for attaching the end effector to the robot arm preferably comprises an axially biasable or movable cam-like slide.

【０００５】本発明によるエンドエフェクターは、好ま
しくは、少なくとも１つの全体的に円筒状になったバレ
ルを有し、前記遠隔的に配置可能な組合わせ歯が前記バ
レルの円筒状表面から半径方向外側へ延在している。前
記組合わせ歯は、シリンダーライナーの内径部分をつか
むばかりではなく、ライナーのシリンダーブロック中へ
の挿入を可能にするために、エンドエフェクターをシリ
ンダー孔の中へ整列させる（即ち中心合せした状態で導
入させる）役割も果す。The end effector according to the present invention preferably comprises at least one generally cylindrical barrel, wherein the remotely positionable comb teeth are radially outward from the cylindrical surface of the barrel. Has been extended to. The combination tooth not only grabs the inner diameter portion of the cylinder liner, but also aligns the end effector into the cylinder bore (i.e., introduces it in a centered position) to allow insertion of the liner into the cylinder block. It also plays a role.

【０００６】本発明のさらに他の観点によると、シリン
ダーライナーを内燃機関のシリンダーブロックの中へ挿
入するための方法において、シリンダー孔の面積を十分
に拡大させて、前記ライナーの組付けを可能にするため
に、シリンダーブロックを加熱する工程と、複数個のシ
リンダーライナーをロボット装置によってダンネージか
らつかみ上げる工程と、前記ライナーを、前記ロボット
装置によって、前記加熱されたシリンダーブロックの中
へ挿入する工程と、を有するシリンダーライナーの挿入
方法が提供される。好ましくは、シリンダーブロックの
１つのバンク（ｂａｎｋ）における全てのシリンダーが
同時にライナーを受留める。According to yet another aspect of the present invention, in a method for inserting a cylinder liner into a cylinder block of an internal combustion engine, the area of the cylinder bore is sufficiently enlarged to allow the liner to be assembled. In order to do so, a step of heating the cylinder block, a step of picking up a plurality of cylinder liners from the dunnage by a robot device, and a step of inserting the liner into the heated cylinder block by the robot device. A method for inserting a cylinder liner having a. Preferably, all cylinders in one bank of cylinder blocks receive the liner at the same time.

【０００７】[0007]

【実施例】図１、図２に示したように、一連のエンジン
シリンダーのブロック２０が、固定具２４の上にのっ
て、組立てラインに沿って前進されている。関節状のロ
ボットアーム１４は、エンドエフェクター（ｅｎｄ ｅ
ｆｆｅｃｔｏｒ）１６を、シリンダーライナー１０をダ
ンネージ（ｄｕｎｎａｇｅ）トレー１２から取出すダン
ネージつかみ位置と、シリンダーライナーをシリンダー
ブロック２０のシリンダー孔２２の中へ滑り込ませるラ
イナー挿入位置との間で周期的に移動（ｃｙｃｌｉｎ
ｇ）させる働きをする。好ましくは、各々のライナーの
外面は、シリンダー孔の表面と同様に、機械加工され、
シリンダーブロックを３６５度Ｆ（１８５度Ｃ）（公差
１５度）に加熱し、ライナーを室温にした状態で、全直
径方向間隙を約０．０００７インチ（０．０１８ｍｍ）
にするように最終仕上げ加工される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT As shown in FIGS. 1 and 2, a block 20 of a series of engine cylinders is mounted on a fixture 24 and advanced along an assembly line. The articulated robot arm 14 includes an end effector (end e).
(16) is periodically moved between a dunnage gripping position where the cylinder liner 10 is taken out of the dunnage tray 12 and a liner insertion position where the cylinder liner is slid into the cylinder hole 22 of the cylinder block 20.
g) It works. Preferably, the outer surface of each liner is machined, similar to the surface of the cylinder bore,
With the cylinder block heated to 365 degrees F (185 degrees C) (tolerance 15 degrees) and the liner at room temperature, the total diametrical clearance is approximately 0.0007 inches (0.018 mm).
The final finishing process is performed.

【０００８】シリンダーブロック２０は固定具２４によ
って位置決めされ、前記固定具は、シリンダー孔２２の
バンク（ｂａｎｋｓ）のシリンダーヘッド合わせ面を、
ロボットアーム１４とエンドエフェクター１６に対して
水平方向に選択的に（ａｌｔｅｒｒａｔｉｖｅｌｙ）位
置させる。図２に示したように、第１のシリンダーバン
クは、ライナー１０をシリンダー孔２２の中へ挿入する
ために垂直位置に位置している。ライナーを第１バンク
の中へ挿入すると、エンドエフェクター１６は回転され
て、第２グループのライナーをブロック内へ挿入するた
めの位置にくる。この時点において、ブロックは固定具
２４によって、ブロックの縦方向軸線あるいはクランク
シャフトの軸線の周りで回転され、第２のシリンダーバ
ンクが垂直位置に位置決めされ、したがってシリンダー
ヘッドあわせ面は水平になる。図１に示したように、エ
ンドエフェクター１６は垂直平面上で回転自在であり、
ダンネージから８個のシリンダーライナーをつかみだ
し、エンジンブロックの中へ挿入することができる。The cylinder block 20 is positioned by a fixture 24, which fits the cylinder head mating surfaces of the banks of cylinder holes 22.
The robot arm 14 and the end effector 16 are positioned horizontally (alternately). As shown in FIG. 2, the first cylinder bank is in a vertical position for inserting the liner 10 into the cylinder bore 22. When the liner is inserted into the first bank, the end effector 16 is rotated into position for inserting the second group of liners into the block. At this point, the block is rotated by the fixture 24 about the longitudinal axis of the block or the axis of the crankshaft to position the second cylinder bank in a vertical position and thus the cylinder head mating surface is horizontal. As shown in FIG. 1, the end effector 16 is rotatable on a vertical plane,
Eight cylinder liners can be grabbed from the dunnage and inserted into the engine block.

【０００９】エンドエフェクター１６の操作の詳細を図
３から図６に示す。エンドエフェクター１６とロボット
アーム１４とがライナーをダンネージから取出す時に
は、エンドエフェクター１６とロボットアーム１４との
間にコンプライアンスをもたせることが望ましい。この
目的のために、エンドエフェクターの取付けフランジ２
６及びコンプライアンスモータ２８に剛固に結合された
モータ板３５と、エンドエフェクターの残りの部分を吊
り下げているソケット板３４との間には、制限的な運動
の自由度が与えられている。特に図３および図５に示さ
れているように、ソケット板３４は、コンプライアンス
モータ２８によって作動されるコンプライアンスプラン
ジャー３２を介して移動可能になっている。配管３０の
中へ空気が導入されると、コンプライアンスモータ２８
内のピストン（図示せず）はコンプライアンスプランジ
ャー３２を上方へ引き上げ、従って、ソケット板３４は
モータ板３５に対してぴったり押付けられる。従って、
エンドエフェクター１６はモータ板３５に対して自由に
揺動できなくなる。コンプライアンスモータ２８がコン
プライアンスプランジャー３２をその下部位置、あるい
はアンロック位置に位置させると、ソケット板３４から
モータ板３５の孔を通って延びているピン４４が、ソケ
ット板３４がモータ板３５に関して回転するのを防ぎな
がら、制限的なコンプライアンスを与える。コンプライ
アンスプランジャー３２は、ロボットアーム１４がエン
ドエフェクター１６をダンネージつかみ位置（図１）か
らライナー挿入位置（図２）へ移動させている時には、
ロック位置に保持されている。コンプライアンスモータ
２８やグリッパーモータ３６と同様に、ロボットアーム
１４は、当業界において既知で、この明細書の開示によ
って示唆されている適当なロボットコントローラによっ
て操作されればよい。Details of the operation of the end effector 16 are shown in FIGS. When the end effector 16 and the robot arm 14 take out the liner from the dunnage, it is desirable to provide compliance between the end effector 16 and the robot arm 14. For this purpose, the end effector mounting flange 2
6 and the motor plate 35 rigidly connected to the compliance motor 28 and the socket plate 34 suspending the rest of the end effector, a limited degree of freedom of movement is provided. As shown in particular in FIGS. 3 and 5, the socket plate 34 is movable via a compliance plunger 32 actuated by a compliance motor 28. When air is introduced into the pipe 30, the compliance motor 28
A piston (not shown) therein raises the compliance plunger 32 upwards, so that the socket plate 34 is pressed tightly against the motor plate 35. Therefore,
The end effector 16 cannot freely swing with respect to the motor plate 35. When the compliance motor 28 positions the compliance plunger 32 in its lower or unlocked position, a pin 44 extending from the socket plate 34 through a hole in the motor plate 35 causes the socket plate 34 to rotate relative to the motor plate 35. Give restrictive compliance while preventing When the robot arm 14 moves the end effector 16 from the dunnage grip position (FIG. 1) to the liner insertion position (FIG. 2), the compliance plunger 32
It is held in the locked position. Like the compliance motor 28 and the gripper motor 36, the robot arm 14 may be operated by any suitable robot controller known in the art and suggested by the disclosure of this specification.

【００１０】エンドエフェクター１６内の組合わせ歯１
８の位置が、図３、図４、および図６において各種状態
で示されている。図３においては、ライナー１０は複数
個のバレル４２を有するエンドエフェクター１６によっ
て係合されており、前記バレルの各々はバレル４２の円
筒状表面４２ａから半径方向外側へ延在した複数個の組
合わせ歯１８を有している。前記組合わせ歯１８は直径
の大きくなった表面１８ａを備えており、この表面１８
ａはシリンダーライナー１０の内径部分だけではなく、
シリンダーブロック２０のシリンダー孔２２とも接触し
得るようになっている。図３に示したような、ライナー
つかみ位置においては、組合わせ歯１８の表面１８ａ
は、グリッパープランジャー３８に取付けられた複数個
のプランジャーウェッジ４０によって、シリンダーライ
ナー１０の内径部分に対してぴったり押付けられてい
る。プランジャー３８はグリッパーモータ３６によって
制御され、モータ３６には配管３９を通して空気あるい
はその他の作動流体が供給される。実質的には、プラン
ジャー３８とウェッジ４０とは軸線方向に付勢可能もし
くは移動可能なカム状スライドを有している。図３およ
び図４に示したように、プランジャー３８がグリッパー
モータ３６から離れるように下方位置へ動かされると、
組合わせ歯１８はウェッジ４０とカム表面１８ｂとの相
互作用によって半径方向外側へ動かされる。結果とし
て、組合わせ歯１８は、図３に示したように、シリンダ
ーライナー１０の内側をつかむ（即ちシリンダーライナ
ー１０の内面に緊密に係合する）。図４に示したよう
に、ウェッジ４０がさらに降下すると、組合わせ歯１８
は半径方向外側位置へ再度位置付けられ、その位置にお
いては、組合わせ歯１８は、シリンダーライナー１０の
端面１０ａを支えてシリンダーライナー１０を保持す
る。また、組合わせ歯１８は、シリンダー２２のシリン
ダー孔中に先導案内（ｐｉｌｏｔ）され得るようにな
る。Combined tooth 1 in the end effector 16
The position 8 is shown in various states in FIGS. 3, 4, and 6. In FIG. 3, the liner 10 is engaged by an end effector 16 having a plurality of barrels 42, each of which includes a plurality of combinations extending radially outward from a cylindrical surface 42a of the barrel 42. It has teeth 18. The combination tooth 18 is provided with a surface 18a having an increased diameter.
a is not only the inner diameter portion of the cylinder liner 10,
The cylinder hole 22 of the cylinder block 20 can also be contacted. In the liner grip position, as shown in FIG. 3, the surface 18a of the tooth combination 18 is shown.
Are pressed against the inner diameter portion of the cylinder liner 10 by a plurality of plunger wedges 40 mounted on the gripper plunger 38. Plunger 38 is controlled by gripper motor 36, which is supplied with air or other working fluid through line 39. Substantially, the plunger 38 and the wedge 40 have cam-like slides that can be biased or moved in the axial direction. As shown in FIGS. 3 and 4, when the plunger 38 is moved to the lower position away from the gripper motor 36,
The mating teeth 18 are moved radially outward by the interaction of the wedge 40 and the cam surface 18b. As a result, the mating teeth 18 grip the inside of the cylinder liner 10 (ie, tightly engage the inner surface of the cylinder liner 10) as shown in FIG. As shown in FIG. 4, when the wedge 40 is further lowered, the combination teeth 18
Are repositioned to the radially outer position, in which the mating teeth 18 bear against the end face 10a of the cylinder liner 10 and retain the cylinder liner 10. Also, the combination tooth 18 can be piloted into the cylinder bore of the cylinder 22.

【００１１】一組のライナーをダンネージからつかみ上
げた個々のエンドエフェクターユニットの群もしくはバ
ンクが図１に示したライナーつかみ位置から垂直面内で
回転されて、新たにダンネージからつかみ上げられたラ
イナーが逆転され（ｉｎｖｅｒｔｅｄ）ているセット位
置にくると、エンドエフェクター１６によってつかまれ
ているシリンダーライナーは、図３の位置から図４の位
置にきて、組合わせ歯１８がプランジャーウェッジ４０
と、グリッパープランジャー３８と、グリッパーモータ
ー３６とによって引込み位置へ移動されたときにライナ
ーを重力によって落下させることができるようにする。A group or bank of individual end effector units having a set of liners picked up from the dunnage is rotated in a vertical plane from the liner grip position shown in FIG. When in the inverted set position, the cylinder liner gripped by the end effector 16 moves from the position shown in FIG. 3 to the position shown in FIG.
The gripper plunger 38 and the gripper motor 36 allow the liner to drop by gravity when moved to the retracted position.

【００１２】図４および図６に示したように、シリンダ
ーライナー１０を孔２２内へ挿入する作業は組合わせ歯
１８によって容易なものにされる。図４に示したよう
に、各各の歯の部分１８ａがシリンダー孔２２に係合す
るように先導もしくは案内される。このことによって、
エンドエフェクター１６とライナー１０との両者はシリ
ンダー孔２２と整合される。エンドエフェクター１６が
シリンダーブロック２０へ接近する前に、コンプライア
ンスモータ２８は、コンプライアンスプランジャー３２
を下方位置へ移動させることによって、エンドエフェク
ター１６をコンプライアンスモードの状態にする。ライ
ナー１０は、組合わせ歯１８が半径方向に引込んだ位置
にくると、単に重力のみによって駆動されて、シリンダ
ー孔の中へ落下される。As shown in FIGS. 4 and 6, the operation of inserting the cylinder liner 10 into the bore 22 is facilitated by the combination teeth 18. As shown in FIG. 4, each tooth portion 18a is guided or guided into engagement with the cylinder bore 22. By this,
Both the end effector 16 and the liner 10 are aligned with the cylinder bore 22. Before the end effector 16 approaches the cylinder block 20, the compliance motor 28 moves the compliance plunger 32.
To move the end effector 16 to the compliance mode. When the liner 10 comes to a position where the combination teeth 18 are retracted in the radial direction, the liner 10 is driven only by gravity and is dropped into the cylinder hole.

【００１３】本発明の装置に対して各種の変更を加える
ことができることは当業者にとって明らかであろう。例
えば、各種のモータとしては、空気圧式モータ、液圧式
モータ、歯車モータ、歯車とラック型のモータ、および
当業者によって知られておりかつ本明細書に示唆されて
いるその他の装置を採用できる。同様に、採用されるプ
ランジャーウェッジの数の選択と、コンプライアンス装
置、各種モータのための制御装置、およびロボットアー
ムの正確な設計とは、当業者が適宜に行えるものであ
る。また、所望の自動化の程度に応じて適当なセンサー
装置を備えたロボットコントローラを採用することによ
り、ライナーの寸法過大、シリンダー孔の寸法過小、不
完全なブロックの予熱、あるいはその他の原因によって
生じ得る挿入失敗を生じずに、ライナーを完全なエンジ
ンセットの中に保持することができるようにすることが
できる。全てのそのような変更は特許請求の範囲に含ま
れている。It will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made to the device of the present invention. For example, the various motors may be pneumatic motors, hydraulic motors, gear motors, gear and rack type motors, and other devices known to those of ordinary skill in the art and suggested herein. Similarly, the selection of the number of plunger wedges employed and the exact design of the compliance device, the controls for the various motors, and the robot arm are within the skill of one in the art. Also, by adopting a robot controller equipped with an appropriate sensor device according to a desired degree of automation, it may be caused by an oversized liner, an undersized cylinder hole, incomplete block preheating, or other causes. It is possible to be able to hold the liner in the complete engine set without causing insertion failure. All such modifications are within the scope of the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】ロボットアームがエンドエフェクターをダンネ
ージつかみ位置に位置させている、本発明による装置の
図。FIG. 1 is a diagram of an apparatus according to the present invention in which a robot arm positions an end effector in a dunnage gripping position.

【図２】ロボットアームとエンドエフェクターとがライ
ナー挿入位置に位置している状態を示す、図１と同様な
図。FIG. 2 is a view similar to FIG. 1, showing a state in which a robot arm and an end effector are located at a liner insertion position.

【図３】本発明によるエンドエフェクターが、ライナー
をダンネージから取出すためにシリンダーライナーをつ
かんでいる時のエンドエフェクターを示す図。FIG. 3 shows the end effector according to the present invention when it is grasping a cylinder liner to remove the liner from the dunnage.

【図４】ライナー位置決めモードにある図３のエンドエ
フェクターの説明図。4 is an illustration of the end effector of FIG. 3 in liner positioning mode.

【図５】ロックモードにあるエンドエフェクターに関す
るコンプライアンス装置の図であり、前記コンプライア
ンス装置はロボットアームによってダンネージつかみ位
置から、シリンダー挿入モードに移行されている。FIG. 5 is a diagram of a compliance device for an end effector in a lock mode, the compliance device being transitioned from a dunnage gripping position to a cylinder insertion mode by a robot arm.

【図６】図４の線６−６の方向に沿って見た、図４のエ
ンドエフェクターとライナーとの断面図。6 is a cross-sectional view of the end effector and liner of FIG. 4 taken along the line 6-6 of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ ライナー １４ ロボットアーム １６ エンドエフェクター １８ 組合わせ歯 ２０ シリンダーブロック ２２ シリンダー孔 ３８、４０ コンプライアンス装置 ４２ ボディー 10 Liner 14 Robot Arm 16 End Effector 18 Combination Teeth 20 Cylinder Block 22 Cylinder Hole 38, 40 Compliance Device 42 Body

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 シリンダーライナーを内燃機関のシリン
ダーブロックの中へ挿入するためのロボット装置におい
て、 エンドエフェクターをダンネージ未装荷位置とライナー
挿入位置との間で移動させるための関節状のロボットア
ームと、 ライナーをダンネージからつかみあげ、それをシリンダ
ーブロックのシリンダー孔の中へ配置するための、前記
ロボットアームに取り付けられたエンドエフェクター
と、 を備え、前記エンドエフェクターが遠隔的に配置可能な
組合わせ歯を有しており、前記組合わせ歯がライナーを
そのダンネージから取り出すためにライナーをつかみ、
またライナーのシリンダー孔への挿入を可能にするため
にエンドエフェクターとライナーとをシリンダー孔に整
合させるようになっている、シリンダーライナー挿入の
ためのロボット装置。1. A robot apparatus for inserting a cylinder liner into a cylinder block of an internal combustion engine, comprising: an articulated robot arm for moving an end effector between a dunnage-unloaded position and a liner insertion position. An end effector attached to the robot arm for picking up the liner from the dunnage and positioning it in the cylinder bore of the cylinder block, the end effector including a remotely positionable combination tooth. And the combination teeth hold the liner to remove it from its dunnage,
Also, a robot device for inserting a cylinder liner, which is adapted to align the end effector and the liner with the cylinder hole so that the liner can be inserted into the cylinder hole. 【請求項２】 請求項１記載のロボット装置において、
前記エンドエフェクターが遠隔的に制御可能なコンプラ
イアンス装置によって前記ロボットアームに取付けられ
ているロボット装置。2. The robot apparatus according to claim 1, wherein
A robotic device wherein the end effector is attached to the robot arm by a remotely controllable compliance device. 【請求項３】 請求項２記載のロボット装置において、
前記エンドエフェクターがライナーをダンネージからつ
かみ上げている時と、エンドエフェクターがライナーを
シリンダーブロック内へ挿入している時には前記コンプ
ライアンス装置が自由位置に位置し、前記ロボットアー
ムがエンドエフェクターをダンネージからシリンダーブ
ロックへ移動させる時には、前記コンプライアンス装置
がロックされた非コンプライアンス位置に位置している
ロボット装置。3. The robot apparatus according to claim 2, wherein
The compliance device is in a free position when the end effector is picking up the liner from the dunnage and when the end effector is inserting the liner into the cylinder block, and the robot arm is in the free position from the dunnage to the cylinder block. A robotic device that is positioned in a non-compliant position in which the compliance device is locked when it is moved to. 【請求項４】 請求項３記載のロボット装置において、
前記コンプライアンス装置が軸線方向に付勢可能なカム
状スライドを有しているロボット装置。4. The robot apparatus according to claim 3,
A robot apparatus in which the compliance apparatus has a cam-like slide that can be biased in the axial direction. 【請求項５】 請求項１記載のロボット装置において、
前記エンドエフェクターが少なくとも１つの全体的に円
筒状になったボディーを有し、前記組合わせ歯が前記ボ
ディーの円筒状表面から半径方向外側へ延在しているロ
ボット装置。5. The robot apparatus according to claim 1, wherein
The robot apparatus wherein the end effector has at least one generally cylindrical body and the combination teeth extend radially outward from a cylindrical surface of the body. 【請求項６】 請求項１記載のロボット装置において、
前記エンドエフェクターが、前記シリンダーブロックの
単一バンクの各シリンダーのための全体的に円筒状にな
ったボディーを有し、複数個のシリンダーライナーを前
記シリンダーブロックの中へ同時に挿入させることがで
きるようになっているロボット装置。6. The robot apparatus according to claim 1, wherein
The end effector has a generally cylindrical body for each cylinder of a single bank of the cylinder block so that multiple cylinder liners can be simultaneously inserted into the cylinder block. Robotic device. 【請求項７】 請求項１記載のロボット装置において、
前記組合わせ歯が、エンドエフェクターをシリンダー孔
の中へ整列させて、ライナーのシリンダーブロック中へ
の挿入を可能にする手段を有しているロボット装置。7. The robot apparatus according to claim 1, wherein
A robotic device wherein the combination tooth has means for aligning the end effector into the cylinder bore to allow insertion of the liner into the cylinder block. 【請求項８】 シリンダーライナーを内燃機関のシリン
ダーブロックの中へ挿入するための方法において、 シリンダー孔の面積を十分に拡大させて前記ライナーの
組付けを可能にするために、シリンダーブロックを加熱
する工程と、 複数個のライナーをロボット装置によってダンネージか
らつかみ上げる工程と、 前記ライナーを、前記ロボット装置によって、前記加熱
されたシリンダーブロックの中へ挿入する工程と、を有
するシリンダーライナーの挿入方法。8. A method for inserting a cylinder liner into a cylinder block of an internal combustion engine, wherein the cylinder block is heated to sufficiently expand the area of the cylinder bore to allow the liner to be assembled. A method for inserting a cylinder liner, comprising: a step of picking up a plurality of liners from a dunnage by a robot device; and a step of inserting the liner into the heated cylinder block by the robot device. 【請求項９】 請求項８記載の方法において、前記ライ
ナーが、前記シリンダーブロックの１つのバンクにおけ
る全てのシリンダーの裏打ちを同時に行うように、前記
シリンダーブロックの中へ挿入されるシリンダーライナ
ー挿入方法。9. The method of claim 8 wherein the liner is inserted into the cylinder block so as to line all cylinders in one bank of the cylinder block at the same time. 【請求項１０】 内燃機関のシリンダーブロックに設け
られたシリンダー孔中にシリンダーライナーを挿入する
方法において、 シリンダー孔の面積を十分に拡大させてシリンダーライ
ナーの組み付けを可能にするために、シリンダーブロッ
クを加熱する行程と、 エンドエフェクターを有するロボット装置によって複数
個のライナーをダンネージからつかみ上げる行程と、 全ての前記ライナーを、次のライナーをつかみ上げる前
に、単一バンクのシリンダー中に挿入する行程と、を有
し、 前記エンドエフェクターを、複数の遠隔制御可能な組合
わせ歯をライナーの内径部分に押し付ける第１のライナ
ーつかみ位置と、シリンダーライナーをシリンダーブロ
ック中へ挿入するときの第２のつかみ位置と、に位置さ
せ得るものとし、前記第２のつかみ位置において、前記
組合わせ歯が各ライナーの端面を支持するとともに、そ
の組合わせ歯がライナーをシリンダー孔に挿入するとき
の先導案内をするようにした、シリンダーライナーの挿
入方法。10. A method of inserting a cylinder liner into a cylinder hole provided in a cylinder block of an internal combustion engine, wherein a cylinder block is formed in order to sufficiently enlarge the area of the cylinder hole and to assemble the cylinder liner. A heating step, a step of picking up a plurality of liners from a dunnage by a robotic device having an end effector, and a step of inserting all the liners into a single bank cylinder before picking up the next liner. A first liner gripping position for pressing the end effector with a plurality of remotely controllable combination teeth against an inner diameter portion of the liner, and a second gripping position for inserting the cylinder liner into the cylinder block. And the second one In viewing position, together with the combination of teeth to support the end faces of the liner, lead and adapted to guide the insertion process of the cylinder liner when the combination of teeth to insert liners into the cylinder bore. 【請求項１１】 請求項１０記載の方法において、前記
エンドエフェクターをつかみ上げ位置からそれと垂直方
向に対向する位置まで回転させた後に前記組合わせ歯を
引込ませることによって前記第２のつかみ位置が達成さ
れ、その後エンドエフェクターが前記つかみ上げ位置へ
もどされるようにするシリンダーライナーの挿入方法。11. The method of claim 10, wherein the second gripping position is achieved by rotating the end effector from a picked up position to a position vertically opposed thereto and then retracting the combination tooth. And then inserting the cylinder liner so that the end effector is returned to the gripped position. 【請求項１２】 請求項１０記載の方法において、前記
ロボット装置が、前記ダンネージへの単に一回の走行に
よって、前記シリンダーブロックの全てのシリンダーを
裏打ちするために十分な数のライナーをつかみ上げるシ
リンダーライナーの挿入方法。12. The method of claim 10, wherein the robotic device picks up a sufficient number of liners to line all the cylinders of the cylinder block by a single run to the dunnage. How to insert the liner. 【請求項１３】 請求項１２記載の方法において、前記
エンドエフェクターが前記ブロックの第１のシリンダー
バンクに対して全てのライナーを挿入し、ブロックが再
度位置決めされた後に、第２のシリンダーバンクに対し
て全てのライナーを挿入するシリンダーライナーの挿入
方法。13. The method of claim 12, wherein the end effector inserts all liners into a first cylinder bank of the block and the second cylinder bank is inserted after the block is repositioned. Cylinder liner insertion method to insert all liners.
JP6240292A 1993-10-04 1994-10-04 Robot device for cylinder liner insertion Pending JPH07164263A (en)

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US08/131,068 US5471738A (en) 1993-10-04 1993-10-04 Robotic system for inserting cylinder liners into internal combustion engine cylinder blocks
US131068 1993-10-04

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EP (1) EP0646440B1 (en)
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